EKOLOGIJA I ODRŽIVI RAZVOJ

PREDAVANJE 1VJEŽBE 1

TANJA MILEŠEVIĆ

VISOKA ŠKOLA “PRIMUS” GRADIŠKA

2

OSNOVNI POJMOVI

Stanje i procesi u životnoj sredini

EKOLOGIJA- samostalna naučna disciplina, potekla iz biologije, proučava odnose živih bića i životne sredine, Naziv ekologija potječe od grčke riječi "oikos", što označava dom ili mjesto življenja. Ekologiju je utemeljio njemački biolog Ernest Haeckel 1869. godine. ŽIVOTNA SREDINA- sve ono što čovjeka okružuje na planeti (vazduh, voda, tlo, vegetacija i živi svijet) - kompleks fizičkih, hemijskih i bioloških uslova - to je i spoljašnja sredina - ona sredina u kojoj živi živo biće kao u svojoj normalnoj spoljašnjoj sredini, bez koje ne može opstati, kojoj pripadaPRIRODNA SREDINA –sveukupnost faktora prirodeSPOLJAŠNJA SREDINA- svaka sredina u kojoj se živo biće nađeEKOSISTEM – ma koja zona prirode, uključuje žive i nežive supstance koje su u interakciji i razmjeni materijaBIODIVERZITET- biološka raznolikost-raznovrsnost svih živih bića na planeti: a) gena, genetički diverzitet b) vrsta, specijski diverzitet (80 mil., poznato 1,5 mil.) c) ekosistema, ekosistemski diverzitet

3

Najniži nivo su jedinke (pripadnici populacija određenih vrsta), izložene dejstvu svoje životne sredine kao skupa ekoloških faktora.

Sledeći nivo je populacija jedinki jedne vrste koja

naseljava neki prostor, načelno biotop(pripada nekoj biocenozi i ekosistemu).

Biocenoza je skup svih živih bića nekog ekosistema, tj skup populacija svih vrsta koje žive u njemu. To je živi dio ekosistema.

4

Narušavanje biodiverziteta

Globalni proces, zabrinjavajućih razmjera,posljednjih 100 godina

Čovjek, prekomjerna eksploatacija... Dnevo isčezava 0-140 vrsta !!! “CRVENA KNJIGA”, “CRNA KNJIGA”

Uzroci (faktori narušavanja ): Uništavanje prirodnih staništa Smanjenje životnog prostora Prekomjerna eksploatacija resursa Naseljavanje invazivnih vrsta Neposrednim ili posrednim zagađivanjima...

BIOLOŠKI I EKOLOŠKI KONCEPT OČUVANJA BIODIVERZITETA- praćenje prirodnih procesa, racionalno korištenje, trajno održivi razvoj i obnavljanje bioloških resursa...

5

Narušavanje biodiverziteta

1980. g. Osnovan CENTAR ZA PRAĆENJE ZAŠTITE Klasifikacija vrsta prema opasnosti od iščezavanja:

UGROŽENA-u opasnosti od izumiranja RANJIVA- vjeruje se da će se brzo naći među ugroženim RIJETKA-mala ukupna populacija NEOPREDJELJENA- nedovoljno informacija da ih

svrstamo u prve tri kategorije NEDOVOLJNO POZNATA IŠČEZLA

1992. godine, Rio de Ženeiro, konvencija o očuvanju biodiverziteta, 163 zemlje

6

Šema geografske rasprostranjenosti raznih bioma na tlu američkog kontinenta

7

ekosistem Osnovna jedinica proučavanja u ekologiji Ekološki sistem na takvom nivou organizacije koji

predstavlja kompleksno strukturno-funkcionalna jedinstvo žive i nežive prirode (biotopa i biocenoze)

Tri vrste odnosa:a) Akcije- uticaj koji neživa priroda vrši na živa bićab) Reakcije – utivaj živih bića na biotopc) Koakcije – uzajamni odnosi samih organizama jedne biocenoze

Faktori :a) Abiotički- van organizma (svjetlost, vlaga,

temperatura...)b) Biotički – antropogeni faktori (uticaj čovjeka) i

uzajamni uticaji između organizama

8

EKOLOŠKI FAKTORI

Ekološki faktori su uticajne veličine okoline koji mogu pozitivno ili negativno djelovati na rast, razmnožavanje i gustinu populacije.

Svaka vrsta može opstati samo u granicama neke najniže i neke najviše vrijednosti .

Abiotički- primarni, odlučuju da li će neki organizam živjeti u određenom okruženju:

Toplota Voda Svjetlost Temperatuta Vlažnost

Biotički –modifkuju način na koji će organizam živjeti

(Antropogeni faktori)

- Neposredan- Posredan- Pozitivan- Negativan

9

Ekološki faktori mogu djelovati različitim intenzitetom. Najmanji intenzitet nekog faktora koji uzrokuje neku posljedicu na jedinke jest ekološki minimum, a najveći intenzitet nekog faktora koji može neka jedinka podnijeti jest ekološki maksimum.

Između tih graničnih vrijednosti postoji za skupine jedinki: ekološki optimum (uslovi u kojima se neka grupa najbolje razvija).

Razmak između ekološkog minimuma i maksimuma u okviru kojeg je moguć život pojedinog organizma nazivamo ekološkom valencijom

10

termovalencija kod ptica (iz: Springer, 1998)

11

- Jedno od osnovnih svojstava ekosistema - proces neprekidne razmjene materije i energije između žive i nežive komponente ekosistema.

-elementi žive materije, koji dospijevaju iz okolne sredine, prolaze kroz niz organizama i vraćaju se u spoljašnju sredinu, a potom ponovo uključuju u sastav žive materije

Energija- protiče kroz ekosistem

Sunčevu energiju koja dospijeva u ekosistem, kroz proces fotosinteze vezuju autotrofni organizmi u vidu primarne organske energije. Ovu energiju koriste organizmi-potrošači i ona se u skladu s fizičkim zakonima termodinamike oslobađa iz ekosistema i napušta ga u vidu toplote.

Kruženje materije i protok energije

12

13

Biogeni procesi kruženja/biogeohemijski ciklusi

kružni procesi hemijskih elemenata u biosferi nazivaju se biogeohemijskim ciklusima

Kruženje materije u ekosistemu obuhvata kruženje atoma hemijskih elemenata koji su od životnog značaja za organizme, od nežive prirode ka živoj, tj, od staništa do životne zajednice.

Ovi procesi omogućuju opstanak živih bića na Zemlji ! Od preko 90 poznatih hemijskih elementata, u sastav žive

materije ulazi nešto manje od polovine (40) Četiri elementa imaju najveći značaj:

1) kiseonik

2) ugljenik/ugljik

3) vodonik

4) azot

Svako odstupanje bilo kojeg biogenog elementa i njegovog kruženja u biosferi od normalnih vrijednosti, narušava pojedini ekosistem!

14

Kisik/kiseonik ulazi u sastav velikog broja različitih hemijskih jedinjenja.

Kruženje kiseonika u biosferi vrlo je složeno.

Svi organizmi tokom disanja troše kiseonik, a oslobađa se samo tokom fotosinteze

Glavni potrošači kiseonika su heterotrofne biljke, životinje i ljudi.

Znatne količine kiseonika troše se na Zemlji za brojne procese truljenja, uglavnom uz pomoć mikroorganizama.

Velike količine kiseonika troše se za sagorijevanja suhe trave, drva i fosilnih goriva.

Veliki potrošači kiseonik su industrijski pogoni, ložišta i vozila.

Za obnavljanje cjelokupne količine kiseonika u atmosferi potrebno je gotovo

2 000 godina, a za obnavljanje cjelokupne količine ugljen-dioksida u atmosferi potrebno je približno 300 godina.

Kruženje kiseonika

15

Kiseonik je u ljudskom tijelu prisutan sa 62,8%, dok je ugljik prisutan samo sa 19,4%Kiseonik se u biosferi koristi u procesima disanja živih organizama i u procesima oksidacije mineralnih materija u prirodiNadoknađuje se fotosintetičkom aktivnošću zelenih biljaka Kruženje kiseonika povezano je s kruženjem ugljikaSadašnja količina kiseonika iznosi 1.5 x 1015 gr, koju bi zelene biljke mogle stvoriti za 10.000 godina

Kruženje kiseonika

16

Kruženje vode (hidrološki ciklus) Voda je najzastupljenija komponenta u biosferi Hidrološki ciklus-ostvaruje se isparavanjem vodene pare

(evaporacija) sa slobodnih vodenih površina, oslobađanjem transpiracijom vegetacije i padavinama

Godišnje je kružnim tokom obuhvaćeno više od 500 000 km3 vode, pri čemu iz okeana i mora ispari 86 %, a s kopna 14 % vode. U obliku padavina na kopno padne 38 830 km3 vode više nego što s njega ispari u atmosferu. Taj „višak“ ponajviše potieče iz okeana. Voda je obnovljivi resurs,s obzirom na svoj kružni tok.

Količina isparene vode na sjevernoj polulopti manja je

nego na južnoj.

Dvije trećine vode koja se preko kopna vraća u okean

vrlo brzo otiče bujicama i uzrokuju štetu. Količina obnovljive raspoložive vode vremenski i

prostorno nije ravnomjerno raspoređena. Kruženjem, atmosferska voda otapa i ispire većinu

nečistoća.

Te nečistoće ozbiljno ugrožavaju rijeke i jezera te

podzemne vode.

17

18

Vrijeme zadržavanja u globalnom hidrološkom ciklusu (iz: Prohić, 1998)

19

Ugljik je najzastupljeniji element u živim organizmima. Približno 50 % suhe

tvari u ljudskom tijelu čini ugljik. Ugljik je najvažniji sastojak svih organskih spojeva. On povezuje atmosferu, litosferu, pedosferu, hidrosferu i biosferu. Kopneni dio biosfere i atmosfera izmjenjuju ugljik fotosintezom i respiracijomKruženje ugljika u prirodi:

a) Preuzimanje iz atmosfere (fotosinteza, rastvaranje CO2, raspadanje morskih organizama...)

b) Vraćanje u atmosferu ( disanje biljaka i životinja, raspadanje organske materije, sagorijevanje fosilnih goriva, vulkanske erupcije, isparavanje sa površine okeana....)

Kruženje ugljika

20

Kruženje ugljika

21

- Azot je važan biogeni element, u organizmu ga ima 2.5%, sastavni je dio aminokiselina, proteina, enzima i nukleinskih kiselina - Atmosfera sadrži 79% azota, u zemlji je prisutan u obliku anorganskih spojeva (nitrati, nitriti, soli amonijaka) i organskih spojeva (urea, aminokiseline) - Na svom kruženju azot se mijenja i neprestano prelazi iz jednog oblika u drugi.-Biljke koriste azot u obliku nitrata pretvarajući ga u aminokiseline u procesu asimilacije nitrata, iz aminokiselina nastaju specifični proteini, koje životinje preko hrane koriste za sintezu specifičnih animalnih proteina-Neke bakterije i modrozelene alge iz tla i vode vežu atmosferski azot i pretvaraju ga u amonijak-- iz tla ili vode biljke ugrađuju azot, njim se hrane biljojedi, mesojedi, svaštojedi-- Kruženje azota završava uginućem životinja i smrću ljudi te njihovom mikrobiološkom razgradnjom nastaje ponovo amonijak (proces amonifikacije)

Kruženje azota

22

Kruženje azota

23

Fosfor je važan biogeni element potreban za razgradnju brojnih organskih spojeva u tijelu.

Osnovni je element u izgradnji DNA , RNA , ADP , ATP

Živi organizmi do fosfora dolaze pretežno iz litosfere.

Globalno kruženje fosfora je najčešće u obliku fosfata, PO4 3- , nošenog vodom. Velike količine fosfata ispiru se erozijom i talože se na dnu

rijeka i okeana , djelomično se vraćaju u proces kruženja putem organizama,

koje ptice i ljudi koriste u prehrani

Samo mali dio se transportuje zrakom, u obliku prašine.

Fosfor se u obliku fosfata uključuje u primarnu organsku proizvodnju, a dalje se hranidbenim lancima prenosi u organizme.

•Glavni izvori fosfora su minerali, morski organizmi i naslage izmeta morskih ptica (guano) i deterdženti za pranje rublja.

Kruženje fosfora

24

Globalno kruženje fosfora na Zemlji

25

Sumpor je važan element za izgradnju nekih aminokiselina i bjelančevina. U tlu sumpor dolazi u obliku mineralnih soli. Dio sumpora ugrađen je i u sedimentnim stijenama u obliku teško razgradivih spojeva (FeS, CaSO4). U atmosferi dolazi u obliku sumpor-dioksida (SO2). Sumpor ulazi i u žive organizme u obliku spojeva sulfata i sulfida, koje biljke

apsorbuju i dalje nakon redukcije uključuju u sintezu aminokiselina, bjelančevina

- Sagorjevanjem fosilnih goriva oslobađa se (SO2). U kontaktu s vodom nastaje sumporasta kiselina (H2SO3).

- Sumporov dioksid u reakciji s kisikom i vodom stvara sumpornu kiselinu (H2SO4).

Sumporasta i sumporna kiselina sastavnice su kiselih kiša

Kruženje sumpora S

26

Kruženje sumpora

27

Nakon ovog predavanja studenti će biti u mogućnosti da daju odgovore na sljedeća pitanja :

1.Šta je životna sredina?

2.Šta je ekosistem?

3.Šta je biodiverzitet?

4.Šta je biocenoza?

5.Nabroj i objasni neke od faktora/uticaja narušavanja biodiverziteta!

6.Šta podrazumijevaju biološki i ekološki koncept očuvanja biodiverziteta?

7.Klasifikacija vrsta prema opasnosti od iščezavanja!

8.Šta su ekološki faktori i podjela ekoloških faktora!

9.Objasniti ekološku valenciju (valencu)!

10.Šta su biogeohemijski ciklusi u prirodi?

11.Objasniti proces kruženja: kiseonika, ugljenika, azota, sumpora, fosfora i kruženja vode u prirodi!

28

HVALA NA PAŽNJI !